一种基于嵌入式的电池极片轧机控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于嵌入式电池极片轧机控制器，其特征在于该控制器包括微处理器、电源模块、轧制压力控制模块、轧辊间隙控制模块、轧辊速度控制模块、上位机控制模块、扩展功能模块、控制面板和控制基板；所述微处理器为整个控制器的核心部件，分别与轧制压力控制模块、轧辊间隙控制模块、轧辊速度控制模块、上位机模块、扩展功能模块相连接；微处理器、电源模块、轧制压力控制模块、轧辊间隙控制模块、轧辊速度控制模块、上位机控制模块和扩展功能模块均插在控制基板上；所述电源模块为整个控制器供电；所述电源模块一端与外部供电连接，另一端与控制器连接，提供24V、5V和3.3V的三种直流电源。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电气自动控制
，特别是涉及一种基于嵌入式的电池极片轧机控制器。
技术介绍
锂离子电池具有高能量、无污染、不燃爆、可回收的特点，在国家能源战略方面和人们的日常生活方面有着重要的作用。目前真正意义上的基于嵌入式的电池极片轧机控制器还没出现。《电池极片轧制与分切设备的控制系统研究》(王旭.电池极片轧制与分切设备的控制系统研究[D].河北工业大学,2013.)一文提出了采用嵌入式技术来设计一套电池极片轧制设备的控制系统，最终呈现形式为一块电路板，这块电路板可以实现电池极片扎生产的各个功能，然而该设计并没有实现真正的可插拔、切换的模块化设计，其可扩展性、可靠性、可维修性等都受到了不同程度的限制。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术拟解决的技术问题是，提供一种基于嵌入式的电池极片的轧机控制器，该控制器采用模块化的工艺设计，既能完成锂电池极片的轧制又为企业降低了成本，同时该控制器还具有可扩展性、可维修行、可替换性，方便了后续的功能扩展、设备升级和维护等工作，并且能监控电池极片生产的工作状况并进行调控。本技术解决所述技术问题采用的技术方案是：设计一种基于嵌入式电池极片轧机控制器，其特征在于该控制器包括微处理器、电源模块、轧制压力控制模块、轧辊间隙控制模块、轧辊速度控制模块、上位机控制模块、扩展功能模块、控制面板和控制基板；所述微处理器为整个控制器的核心部件，分别与轧制压力控制模块、轧辊间隙控制模块、轧辊速度控制模块、上位机模块、扩展功能模块相连接；微处理器、电源模块、轧制压力控制模块、轧辊间隙控制模块、轧辊速度控制模块、上位机控制模块和扩展功能模块均插在控制基板上；所述电源模块为整个控制器供电；所述电源模块一端与外部供电连接，另一端与控制器连接，提供24V、5V和3.3V的三种直流电源；所述控制面板包括电源指示灯、工作状态指示灯、报警器、启动按钮、急停按钮和触摸屏；电源指示灯与电源模块连接，触摸屏与上位机控制模块连接；工作状态指示灯、报警器、启动按钮、急停按钮均与微处理器连接；所述轧辊间隙控制模块的输出端与电池极片轧机生产线上的间隙步进电机或伺服电机连接，轧辊间隙控制模块负责控制轧辊间隙的调整；所述轧制压力控制模块与电池极片轧机生产线控制轧制压力的电磁阀连接，通过控制电磁阀的通与断，完成对提供轧制压力的液压缸压力的调整；所述轧辊速度控制模块的输出端与变频器相连接，轧辊速度控制模块用来调整轧辊的碾压速度；所述上位机控制模块负责电池极片生产线的轧制监控和控制，通过上位机控制模块实现微处理器与触摸屏的连接通讯；所述扩展功能模块是在微处理中预留出一部分输入、输出接口，对该轧机控制器的功能进行扩展。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1)成本低。由于目前电池极片轧制设备的控制系统大多采用PLC作为控制核心，其成本较高。本技术应用嵌入式技术设计控制器，在保证系统稳定运行和正常生产的前提下，以达到降低成本、简化设备的目的，有利于电池极片生产设备在市场上的进一步推广。2)维护方便。本技术中的所有功能均按最小控制单位进行模块化设计，即为可插拔控制模块，使用时根据实际要求选出多种功能块，将其组合安装到控制基板上，即完成控制系统的搭建；这种方式既满足当前控制功能的需求，又不会造成功能的浪费，同时还能满足未来的控制对象更换，或者升级换代的需求。使用中故障发生后即可拔出原有功能块后安装新的功能块即可立即使用，十分方便。3)扩展功能。本技术的轧机控制器只需要修改程序并且连接相应的外部扩展模块插于控制基板之上，便可以完成某些生产过程中的其他工艺需求，如收放卷、分切等其他工艺。使得轧机控制器具有良好的扩展性和灵活性，可以满足一条完整的电池极片轧制及分切过程的需要。4)操作方便。通过控制面板上的触摸屏，操作人员可以完成与控制器的人机交互。触控屏上除显示当前轧机设备运行实时状态信息等还设计有参数调节对话框，并在操作人员设置或者修改参数时提供帮助信息，该帮助信息为设计者在调试中的经验总结，涵盖该参数的调节方法，对系统的影响，以及如何验证参数设置是否生效等方法的介绍说明，每个参数都有极限范围的限制，一般操作人员无法修改限制范围，这既便于非专业人员调试修改，又便于其对设备的了解，更加安全方便。5)数据采集快。通过触摸屏可以快速、方便地采集和处理数据，并控制设备的运行。人机界面可以灵活地配置各种数据采集模块，智能仪器仪表，无纸记录仪，无人值守的现场采集站等。本技术控制器包括各个模块，采用插拔的方式与控制基板相互连接，使其具有更好地可扩展性及抗干扰性，更适于电池极片轧机企业的生产应用，将嵌入式系统应用到电池极片轧机生产线中，有利于降低设备成本，实现自动化控制，显著了提高生产效率。附图说明图1是本技术基于嵌入式电池极片轧机控制器一种实施例的整体结构示意图。图2是本技术的控制面板8的示意图。图中，1微处理器、2电源模块、3轧制压力控制模块、4轧辊间隙控制模块、5轧辊速度控制模块、6上位机控制模块、7扩展功能模块、8控制面板、9控制基板、10触摸屏、11电源指示灯、12工作状态指示灯、13启动按钮、14急停按钮、15报警器。具体实施方式下面结合实施例及附图进一步详细介绍本技术，但并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。本技术基于嵌入式电池极片轧机控制器(简称轧机控制器或控制器，参见图1-2)包括微处理器1、电源模块2、轧制压力控制模块3、轧辊间隙控制模块4、轧辊速度控制模块5、上位机控制模块6、扩展功能模块7、控制面板8和控制基板9；所述微处理器1为整个控制器的核心部件，分别与轧制压力控制模块3、轧辊间隙控制模块4、轧辊速度控制模块5、上位机模块6、扩展功能模块7相连接；微处理器1、电源模块2、轧制压力控制模块3、轧辊间隙控制模块4、轧辊速度控制模块5、上位机控制模块6和扩展功能模块7均插在控制基板9上；所述电源模块2为整个控制器供电；所述微处理器1包括单片机、通讯总线模块、模拟量处理模块、普通I/O接口及高速I/O接口；所述通讯总线模块、模拟量处理模块、普通I/O接口及高速I/O接口分别与单片机的引脚电连接；所述单片机通过内部编程设定，将单片机的各个引脚重新规划定义，使之与通讯总线模块、模拟量处理模块、普通I/O接口及高速I/O接口匹配；所述通讯总线模块是微处理器与外部进行数据交换的通道，包含3种通讯接口，具体为RS232、RS485和CAN总线接口；其中RS232接口与控制面板的触控屏电连接，RS485接口与电能监测仪、变频器等连接，CAN总线与工厂现场CAN总线电连接；所述模拟量处理模块包括模拟量输入和模拟量输出。其中模拟量输入信号为5路，模拟量输出信号是2路，这其中并不包括为扩展功能模块7所预留的模拟量输入、输出；其中模拟量输入信号为入口张力输入信号、入口纠偏输入信号、出口张力输入信号、出口纠偏输入信号及压机压力输入信号，模拟量输出信号是放卷磁粉制动器控制信号、收卷速度控制信号；所述普通I/O接口和高速I/O接口共27路数字量接口，其中数字量输入信号为15个，数字量输出信号12个；所述电源模块2一端与外部供电连接，另一端与控制器连接，提供24V、5V和3.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于嵌入式电池极片轧机控制器，其特征在于该控制器包括微处理器、电源模块、轧制压力控制模块、轧辊间隙控制模块、轧辊速度控制模块、上位机控制模块、扩展功能模块、控制面板和控制基板；所述微处理器为整个控制器的核心部件，分别与轧制压力控制模块、轧辊间隙控制模块、轧辊速度控制模块、上位机模块、扩展功能模块相连接；微处理器、电源模块、轧制压力控制模块、轧辊间隙控制模块、轧辊速度控制模块、上位机控制模块和扩展功能模块均插在控制基板上；所述电源模块为整个控制器供电；所述电源模块一端与外部供电连接，另一端与控制器连接，提供24V、5V和3.3V的三种直流电源；所述控制面板包括电源指示灯、工作状态指示灯、报警器、启动按钮、急停按钮和触摸屏；电源指示灯与电源模块连接，触摸屏与上位机控制模块连接；工作状态指示灯、报警器、启动按钮、急停按钮均与微处理器连接；所述轧辊间隙控制模块的输出端与电池极片轧机生产线上的间隙步进电机或伺服电机连接，轧辊间隙控制模块负责控制轧辊间隙的调整；所述轧制压力控制模块与电池极片轧机生产线控制轧制压力的电磁阀连接，通过控制电磁阀的通与断，完成对提供轧制压力的液压缸压力的调整；所述轧辊速度控制模块的输出端与变频器相连接，轧辊速度控制模块用来调整轧辊的碾压速度；所述上位机控制模块负责电池极片生产线的轧制监控和控制，通过上位机控制模块实现微处理器与触摸屏的连接通讯；所述扩展功能模块是在微处理中预留出一部分输入、输出接口，对该轧机控制器的功能进行扩展。...

【技术特征摘要】
1.一种基于嵌入式电池极片轧机控制器，其特征在于该控制器包括微处理器、电源模块、轧制压力控制模块、轧辊间隙控制模块、轧辊速度控制模块、上位机控制模块、扩展功能模块、控制面板和控制基板；所述微处理器为整个控制器的核心部件，分别与轧制压力控制模块、轧辊间隙控制模块、轧辊速度控制模块、上位机模块、扩展功能模块相连接；微处理器、电源模块、轧制压力控制模块、轧辊间隙控制模块、轧辊速度控制模块、上位机控制模块和扩展功能模块均插在控制基板上；所述电源模块为整个控制器供电；所述电源模块一端与外部供电连接，另一端与控制器连接，提供24V、5V和3.3V的三种直流电源；所述控制面板包括电源指示灯、工作状态指示灯、报警器、启动按钮、急停按钮和触摸屏；电源指示灯与电源模块连接，触摸屏与上位机控制模块连接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖艳军，李振宇，张宗华，周围，祁长军，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津;12